吕志阳, 熊峻江, 赵延广, 马少俊

（1.北京航空航天大学 交通科学与工程学院，北京 100191；2.中国航发北京航空材料研究院，北京 100095；3.大连理工大学 工业装备结构分析国家重点实验室，辽宁 大连 116024）

在航空、航天、船舶、交通运输、工程机械等领域中，约70%以上的结构破坏是由疲劳断裂引起的。高温环境下材料或结构部件的疲劳破坏规律及寿命预测一直是工程界和学术界关心的难题，这主要是因为高温环境对材料的力学性质和影响机制比较复杂。结构部件一旦发生破坏会导致灾难性后果，造成大量直接或间接的经济损失。航空金属材料高温环境下的疲劳性能分析在整个飞机结构疲劳可靠性分析中占据重要的地位，是确保飞行安全必不可少的基础性研究工作[1]。

国内外针对高温环境下金属材料的疲劳裂纹扩展性能开展了大量的研究工作。文献[2-6]研究了高温对 Timetal 834，16 MnR，Ti 40，Inconel 718，PWA 1484等材料裂纹扩展性能的影响，结果表明，高温环境对材料裂纹扩展过程的影响比较复杂，裂纹扩展速率不一定随着温度的升高而增加，在某些情况下甚至会出现随温度升高裂纹扩展速率下降的现象。文献[7-12]研究了应力比R对Ti-6Al-4V，TC4- DT等常用钛合金裂纹扩展性能的影响，结果表明，材料的裂纹扩展性能受应力比R的影响很大，随着应力比R的增加，裂纹扩展速率也会随之增加。文献[13-20]研究了高温环境对材料裂纹扩展损伤机理的影响，结果发现，高温环境下疲劳断口表面往往会因与空气接触而产生氧化产物，材料的断裂机制受裂纹尖端区域内微观结构的滑移过程控制，随着温度的升高，破坏机制逐渐由疲劳为主转向以蠕变为主。……